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天津大学合成生物技术全国重点实验室里，元英进（中）正在与学生们讨论。

项目式课程中，学生们进行“意念控制小球”实验。

大型地震工程模拟研究设施开展水下振动台悬索桥试验。

以上图片均为天津大学提供

在天津大学建校130周年之际，习近平总书记给天津大学全体师生回信强调：“新起点上，希望你们坚持以新时代中国特色社会主义思想为指导，聚焦国家重大战略需求，深化教学科研改革，加强基础研究和科技攻关，提高人才培养质量，更好服务经济社会发展，为建设教育强国科技强国、推进中国式现代化作出新的贡献。”

近年来，天津大学锚定教育强国、科技强国建设目标，坚定走好人才自主培养和科技自立自强之路，在科研攻关、学科建设、人才培养方面不断取得新突破。

场景一：

“问题还是从国家需求、行业发展中来”

来到位于天津大学的国家大型地震工程模拟研究设施（以下简称“地震大装置”），最直观的感受是什么都很“大”：31米的室内净高，两台吊重500吨的双梁桥式起重机横跨42米，大型地震模拟振动台的“基座”深埋于18米深地下，台面载重能力抵得上20多辆卡车。长95米、宽69米的水池内，世界上唯一双台地震、波浪、水流联合模拟试验装置可以在3米深的水下工作……

项目成员、天津大学国家地震工程科学中心副研究员刘铭劼正在为年底前进行的试验做准备。“像这样的试验，准备周期是以‘星期’为单位计算的。”刘铭劼解释，之所以周期长，是因为地震大装置承载的任务很“重”。比如，模拟振动台就可以让一栋7层楼高的建筑经历一场“地震”。

为什么要“造地震”？刘铭劼介绍，地震工程的研究方法主要包括理论分析、试验研究、数值仿真等，但地震真正发生时，往往会有意想不到的情况。因此，振动模拟即“人造地震”，是目前研究工程结构抗震性能最直接有效的试验方法。

然而，此前国内外已有的地震模拟设施，由于规模较小或功能单一，难以满足公共安全与工程建设重大需求。

天津大学建设如此大规模的装置，在全世界都没有先例。批复立项后，一系列技术挑战摆在了团队面前：几十套液压作动器要解决控制问题、承载试件台体要满足刚度强度要求、加载频率受限、流固耦合场景复杂……“我们的大科学装置要解决既有设施无法解决的问题，一定要有突破性的技术。”团队成员杨政龙说。

比如，一个物体要实现大幅度运动，它的频率就不会很高，这是物理学上的限制。为了让振动台同时具备两项能力，团队在全球首创了“双六自由度叠加复合振动台系统”。“我们设想让这套系统上面专门‘跑’高频，下面专门‘跑’长行程，然后两个‘叠加’。”技术负责人吴昊说。

团队心里也没底。这样的“叠加”，难度不是“加法”，而是“乘法”。刘铭劼回忆：“硬件我们需要找厂家联合攻关，算法代码我们要从头写。正式建设前，还要在小一点的振动台上反复试验。”

那几年，团队成员们经常起早贪黑，“泡”在实验室里写代码，在厂家车间盯进度，吃住在建设现场，都是常事。他们自主研发的气枕式防水结构，解决了水下振动台密封难题；多项关键技术没有成熟配套，均由团队自主完成“最后10%”优化……

从2019年开工到2024年投用，项目团队用5年左右的时间，实现了对国外同类型设施的超越，成为能复现几乎所有地震场景的大科学装置。

攻关历程也让刘铭劼对“有组织科研”有了更深层次的理解。项目团队涵盖天津大学水利工程、土木工程、船舶与海洋工程及自动化、通信、机械、计算机、材料、管理等多个学科，5年多时间里，每周一次的工作推动会几乎雷打不动。

大科学装置要建好，更要用好。投入运行以来，项目团队积极拓展应用场景，从工程领域向工业产品抗震测试拓展，自身角色也在从“采购方”向“服务提供方”转变。

“建设这样的大科学装置，是有各种节点的，可以‘拆解任务、倒排工期’。可是到了运行阶段，科学研究的难点、行业痛点在哪里，我们还要主动深挖解决。问题还是从国家需求、行业发展中来。”刘铭劼说。

场景二：

“往往更加看重学生提出问题、解决问题的能力”